混凝土智能喷淋养护技术分析

混凝土智能喷淋养护技术分析

倪昭涛,罗义增,王玉鹏

中建新疆建工（集团）有限公司 广东 东莞 523000

摘要：随着我国经济的发展，混凝土养护不到位、强度达不到质量检测标准、污染严重等问题日益凸显，因此，采用智能喷淋技术进行混凝土养护，可以有效地解决这一问题，同时，通过对不同配合比混凝土的水化热温度计算、水化过程中的热量释放周期、梁体周边环境参数的变化等进行调控，实现了智能化养护。应用此系统，既可改善工程质量，又可节约能源、减少工程造价，取得显著的社会经济效益。

关键词：喷淋养护；混凝土；智能控制

引言

在建筑施工过程中，混凝土的养护质量对混凝土的强度和后期使用寿命有很大的影响。混凝土养护喷淋作业要严格控制，以确保工程质量。为改善混凝土的养护质量，实现节能降耗，本文主要针对智能喷淋技术进行分析，探讨其在混凝土养护工程中的应用效果，以期为建筑工程的建设和社会的发展提供更多有利的保障。

一、水泥混凝土养护中的常见问题

1、混凝土初期养护不当

混凝土在浇筑后1-2天内，养护是至关重要的，因为这个时期水泥浆体才刚刚形成，才能满足强度的要求。有些施工单位为了加快施工进度、节约工期、降低成本，不及时进行养护，往往使混凝土过早受压开裂。对混凝土浇水过多或浇水过少都会造成混凝土早期开裂，或当混凝土早期出现裂缝时没有及时发现和处理。另外，养护不及时和温度过高都会使混凝土早期开裂，甚至导致混凝土强度下降或者引起开裂的混凝土更严重。

2、混凝土拌合物流动性差及其养护不到位

对于胶凝材料较多的混凝土，胶凝材料也应该满足供给需求，但实际使用时很少出现。此外，有些施工单位会对混凝土拌合物进行过度养护，致使混凝土拌合物流动性差和养护不到位，从而降低混凝土的强度和耐久性。

3、混凝土开裂问题

混凝土开裂问题，主要是由于混凝土结构表面出现的麻面、空鼓、剥落等质量问题。混凝土表面产生麻面的主要原因是：水泥水化过程中或水泥硬化过程中，水泥水化不完全，导致水泥硬化后不能及时得到充分的水化循环，而混凝土结构中较多的水分被混凝土结构内部的水化过程中的水泥水化而破坏，使混凝土结构表面开裂。因此在施工过程中要加强对混凝土结构的养护，减少内部水分对混凝土表面的破坏。另外在施工过程中要注意混凝土结构中混凝土表面保持一定的湿度。

二、智能喷淋养护技术简介

智能喷淋关键技术可扩展多终端设备与海量数据的互动。每一台养护机都可以在同一时间养护多块横梁，在每个横梁上都装有一块试验终端，通过测控系统对各横梁的数据进行判定和分析，并通过控制中心来驱动维修仪表管线。按养护条件要求，每根梁板等待养护喷淋系统工作，准确的时间为1秒， PID变频控制精度可达0.1赫兹。个人化的编程。针对不同的天气状况，开发出个性化的控制方案。按季节、气候条件分别编制相应的程序，以保证养护质量的稳定。现场温度和湿度的无线网络监控技术。利用无线网络技术对混凝土进行温度、湿度的无线监测，从而实现混凝土的智能化养护，实现了多个部件同时独立养护，可同时完成多种任务。

三、混凝土智能喷淋养护技术的特点

1、自动化生产

混凝土智能喷淋养护，无需人工操作，无须在现场设置观察点，可随时观察混凝土的变化和养护效果。更具有精确性，从数据采集、处理到反馈给现场设备都是精确性的。可无人值守，避免了大量浪费人力成本的问题，并具有自动补偿性，能自动补偿喷淋不足造成的损失，保证设备正常工作。低噪音，能使混凝土达到预期干燥强度、防止裂纹、保证混凝土结构质量及耐久性和稳定性、保证混凝土在养护过程中满足所需的时间与空间。

2、环保高效

将喷淋装置安装在一个混凝土浇筑平台上，无需人工操作。同时，喷淋装置可以实现自动控制，喷淋区域内可实现多点控制。智能设计方案使喷头与混凝土的接触面积增加一倍，从而更大限度地减少对环境影响。智能喷淋养护技术不仅节省了大量水资源，而且使空气污染程度大大降低，从而成为绿色施工的有效手段。因此它可以广泛应用于水利水电工程中。此外，喷淋设备可以通过改变喷淋方向向不同区域喷射，而且还可以对混凝土进行养护和调整喷淋方向和密度，与人工搅拌相比，减少了人工操作所需时间。

3、节约成本

混凝土智能喷淋养护技术的广泛应用，将会大大节约施工成本，比如：在目前使用的建筑喷淋养护设备中，需要使用到很多传统的大型设备。如果使用新型的喷淋养护设备进行养护时，不仅会节省大量的人工成本，而且还会极大地节约维修成本。同时，如果使用新型智能喷淋养护设备，不仅可以使用更多的传统大型设备，而且还可能能够使用新型智能喷淋养护设备进行新旧混凝土的养护工作。因此，可以说在使用新型智能养护设备的同时也在节约着使用成本。养护工作中的工作条件符合规范和养护计划，减少了人为干扰。养护施工方案与季节、气候条件相结合，嵌入了养护管理的管理流程。

四、混凝土智能喷淋养护技术实施方案

1.智能喷淋养护系统的设计

智能喷淋养护系统主要包括两个方面：硬件和软件两个方面。系统的硬件部分包括主机，无线温湿度检测和养护终端。该维修终端由养护管线和可调节的微型喷嘴组成，并安装在维修管线上。该软件包括两大类：一是下位机程序，二是将下位机的程序写入到可编程控制器中，另一种是 PC机的程序。操作员在计算机程序接口中输入了控制参数和命令，然后将命令发送给下位机，下位机按照命令对各元件进行控制和数据的收集，并将其反馈给上位机。智能养护系统的工作原理如下：利用无线温湿度测试仪对被养护的混凝土表面的温度和湿度进行测量，然后用433 M的无线通信向无线温湿度汇集终端发送，然后通过 MODBUS通信将信号转化为 MODBUS通信发送到可编程控制器，由可编程控制器根据实时的温度、湿度数据以及基于水化热释放规律的分析得出的喷射时间控制程序来判断是否要进行喷淋养护，如此反复，直到混凝土养护完成为止。

2.养护实施步骤

养护管线的制造和安装，养护管线由多层 PU纤维管、梁翼缘两侧、顶部各设置养护喷管、喷淋头，喷嘴间隔0.8-1.2米。养护喷嘴是由合金材料制成，与多层 PU管连接在一起，可以很方便地进行安装，也可以解决在现场拖动时易磨损的问题。安装维修设备主机，梁板在支架上预制，维修设备安装在梁板附近，注水口靠近梁板，输水管道长度不能太大，以便于控制供水压力和管线布局。安装了无线温度测量终端，并在梁上安装了测温终端，以监控混凝土最大厚度区域的温度和湿度。根据计划需要进行养护操作。

3.养护作业实施条件

温湿度控制：在梁的表层温度超过35℃时，强制进行冷却和润湿；梁的表层含水率大于95%时，必须在阴雨天气下强行停止。水化热控制：根据水泥的水化速率、放热量和放热规律的差异，将最高温度列为第三级，当周围环境温度超过45℃时，系统将会自动开始调整温度和湿度。采用钟表控制，钟表控制充分考虑了水泥水化热的释放速度，并考虑了传感器的异常传输，一般7天的养护时间可以分成3个阶段：第一天是第一阶段；第2和第3天是第二阶段；第三个时期是第4至7天和7天之后。智能养护系统可以对养护工作的数据进行自动地记录，并将其整理成数据报告保存，便于用户查询。养护工作完成后，相关人员要收集养护资料，形成可供查询的数据报告。

结语

总而言之，本文通过对混凝土智能化喷淋养护技术的分析，总结出智能化喷淋养护系统可以有效地规范养护施工，实现全过程的自动控制，提高养护数据的真实可靠性。通过对混凝土的水化温度进行控制，可以使混凝土的水化温度发生较大的变化，防止由于水化热造成的温度升高而导致的温缩开裂，同时还具有显著的润湿效果，可以确保梁体在一定的养护温度下保持湿度。智能化喷淋养护系统使得混凝土梁的养护工作不再依赖人工识别，从而避免了由于养护不当而导致的梁体质量问题，大大提高了养护效率，有效提高了施工质量。

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